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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024137849
(43)【公開日】2024-10-07
(54)【発明の名称】電子デバイス
(51)【国際特許分類】
G06F 3/041 20060101AFI20240927BHJP
G06F 3/044 20060101ALI20240927BHJP
G06F 3/046 20060101ALI20240927BHJP
【ＦＩ】
G06F3/041 512
G06F3/044 124
G06F3/046 B
【審査請求】有
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024043487
(22)【出願日】2024-03-19
(31)【優先権主張番号】10-2023-0037850
(32)【優先日】2023-03-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2023-0080962
(32)【優先日】2023-06-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】513009370
【氏名又は名称】株式会社 ハイディープ
【氏名又は名称原語表記】ＨｉＤｅｅｐ Ｉｎｃ．
(74)【代理人】
【識別番号】100114188
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100119253
【弁理士】
【氏名又は名称】金山 賢教
(74)【代理人】
【識別番号】100124855
【弁理士】
【氏名又は名称】坪倉 道明
(74)【代理人】
【識別番号】100129713
【弁理士】
【氏名又は名称】重森 一輝
(74)【代理人】
【識別番号】100137213
【弁理士】
【氏名又は名称】安藤 健司
(74)【代理人】
【識別番号】100183519
【弁理士】
【氏名又は名称】櫻田 芳恵
(74)【代理人】
【識別番号】100196483
【弁理士】
【氏名又は名称】川嵜 洋祐
(74)【代理人】
【識別番号】100160749
【弁理士】
【氏名又は名称】飯野 陽一
(74)【代理人】
【識別番号】100160255
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 祐輔
(74)【代理人】
【識別番号】100219265
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 崇大
(74)【代理人】
【識別番号】100203208
【弁理士】
【氏名又は名称】小笠原 洋平
(74)【代理人】
【識別番号】100216839
【弁理士】
【氏名又は名称】大石 敏幸
(74)【代理人】
【識別番号】100228980
【弁理士】
【氏名又は名称】副島 由加里
(74)【代理人】
【識別番号】100127812
【弁理士】
【氏名又は名称】城山 康文
(74)【代理人】
【識別番号】100146318
【弁理士】
【氏名又は名称】岩瀬 吉和
(72)【発明者】
【氏名】キム，セヨブ
(72)【発明者】
【氏名】キム，ボンキー
(72)【発明者】
【氏名】チョ，ヨンホ
(72)【発明者】
【氏名】キム，ギドゥク
(72)【発明者】
【氏名】ソン，ミョンギュ
(57)【要約】 （修正有）
【課題】フィンガー相互タッチ動作時に実際にタッチされていない領域で発生する正常でない弱いタッチ信号を予防し、タッチ駆動電極とタッチ受信電極でみられるキャパシタンスが顕著に増加することを防止できる電子デバイスを提供する。
【解決手段】本発明は、電子デバイスを公開する。この装置は、センサ部及び制御部を含み、前記センサ部は、第１方向で延長形成される多数の第１パターンと、前記第１方向に延長形成され、前記第１パターンと隣接して配置され、一端が互いに電気的に連結された多数の第２パターンと、前記第１方向と垂直な第２方向で延長形成された多数の第３パターンと、前記第２方向に延長形成され、前記第３パターンと隣接して配置されて、一端が互いに電気的に連結された多数の第４パターンと、を含むことを特徴とする。
【選択図】図１３
【解決手段】本発明は、電子デバイスを公開する。この装置は、センサ部及び制御部を含み、前記センサ部は、第１方向で延長形成される多数の第１パターンと、前記第１方向に延長形成され、前記第１パターンと隣接して配置され、一端が互いに電気的に連結された多数の第２パターンと、前記第１方向と垂直な第２方向で延長形成された多数の第３パターンと、前記第２方向に延長形成され、前記第３パターンと隣接して配置されて、一端が互いに電気的に連結された多数の第４パターンと、を含むことを特徴とする。
【選択図】図１３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
センサ部及び制御部を含み、
前記センサ部は、
第１方向に延長形成される多数の第１パターンと、
前記第１方向に延長形成され、前記第１パターンと隣接して配置されて、一端が互いに電気的に連結された多数の第２パターンと、
前記第１方向と垂直な第２方向に延長形成された多数の第３パターンと、
前記第２方向に延長形成され、前記第３パターンと隣接して配置されて、一端が互いに電気的に連結された多数の第４パターンと、を含むことを特徴とする、
電子デバイス。
前記センサ部は、
第１方向に延長形成される多数の第１パターンと、
前記第１方向に延長形成され、前記第１パターンと隣接して配置されて、一端が互いに電気的に連結された多数の第２パターンと、
前記第１方向と垂直な第２方向に延長形成された多数の第３パターンと、
前記第２方向に延長形成され、前記第３パターンと隣接して配置されて、一端が互いに電気的に連結された多数の第４パターンと、を含むことを特徴とする、
電子デバイス。
【請求項2】
前記制御部は、相互センシングモードで前記センサ部を制御するものであり、
前記相互センシングモードは、前記制御部が前記多数の第１パターンでタッチ駆動信号を印加し、前記多数の第３パターンからタッチ感知信号を受信するモードであり、
前記相互センシングモードにおいて、前記制御部は、
前記多数の第２パターンで前記タッチ駆動信号を印加したり、前記多数の第２パターンを電気的に接地させたり、前記多数の第２パターンを電気的にフローティングさせるように構成され、
前記多数の第４パターンからタッチ感知信号を受信したり、前記多数の第４パターンを電気的に接地させたり、前記多数の第４パターンを電気的にフローティングさせるように構成された、
請求項１に記載の電子デバイス。
前記相互センシングモードは、前記制御部が前記多数の第１パターンでタッチ駆動信号を印加し、前記多数の第３パターンからタッチ感知信号を受信するモードであり、
前記相互センシングモードにおいて、前記制御部は、
前記多数の第２パターンで前記タッチ駆動信号を印加したり、前記多数の第２パターンを電気的に接地させたり、前記多数の第２パターンを電気的にフローティングさせるように構成され、
前記多数の第４パターンからタッチ感知信号を受信したり、前記多数の第４パターンを電気的に接地させたり、前記多数の第４パターンを電気的にフローティングさせるように構成された、
請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項3】
前記制御部は、セルフセンシングモードで前記センサ部を制御するものであり、
前記セルフセンシングモードは、前記制御部が前記多数の第１パターン及び前記多数の第３パターンそれぞれにタッチ駆動信号を印加し、前記多数の第１パターン及び前記多数の第３パターンそれぞれからタッチ感知信号を受信するモードである、
請求項１に記載の電子デバイス。
前記セルフセンシングモードは、前記制御部が前記多数の第１パターン及び前記多数の第３パターンそれぞれにタッチ駆動信号を印加し、前記多数の第１パターン及び前記多数の第３パターンそれぞれからタッチ感知信号を受信するモードである、
請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項4】
前記セルフセンシングモードにおいて、前記制御部は、
前記多数の第２パターンに前記タッチ駆動信号を印加したり、前記多数の第２パターンを電気的に接地させたり、前記多数の第２パターンを電気的にフローティングさせるように構成され、
前記多数の第４パターンに前記タッチ駆動信号を印加したり、前記多数の第４パターンを電気的に接地させたり、前記多数の第４パターンを電気的にフローティングさせるように構成された、
請求項３に記載の電子デバイス。
前記多数の第２パターンに前記タッチ駆動信号を印加したり、前記多数の第２パターンを電気的に接地させたり、前記多数の第２パターンを電気的にフローティングさせるように構成され、
前記多数の第４パターンに前記タッチ駆動信号を印加したり、前記多数の第４パターンを電気的に接地させたり、前記多数の第４パターンを電気的にフローティングさせるように構成された、
請求項３に記載の電子デバイス。
【請求項5】
前記制御部は、スタイラスペンを駆動させるためのアップリンクモードで動作されるように前記センサ部を制御するものであり、
前記アップリンクモードにおいて、前記制御部は、
前記多数の第２パターンで前記スタイラスペンを駆動させるためのペン駆動信号を印加するように構成され、
前記多数の第１パターンに前記ペン駆動信号を印加したり、前記多数の第１パターンを電気的にフローティングさせるように構成され、
前記多数の第３パターン及び前記多数の第４パターンを電気的に接地させたり、前記多数の第３パターン及び前記多数の第４パターンを電気的にフローティングさせるように構成された、
請求項１に記載の電子デバイス。
前記アップリンクモードにおいて、前記制御部は、
前記多数の第２パターンで前記スタイラスペンを駆動させるためのペン駆動信号を印加するように構成され、
前記多数の第１パターンに前記ペン駆動信号を印加したり、前記多数の第１パターンを電気的にフローティングさせるように構成され、
前記多数の第３パターン及び前記多数の第４パターンを電気的に接地させたり、前記多数の第３パターン及び前記多数の第４パターンを電気的にフローティングさせるように構成された、
請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項6】
前記制御部は、スタイラスペンのタッチ位置をセンシングするためのダウンリンクモードで動作されるように前記センサ部を制御するものであり、
前記ダウンリンクモードにおいて、前記制御部は、
前記多数の第１パターンと前記多数の第３パターンから前記スタイラスペンのペン感知信号を受信するように構成され、
前記多数の第２パターン及び前記多数の第４パターンから前記ペン感知信号を受信したり、前記多数の第２パターン及び前記多数の第４パターンを電気的に接地又は電気的にフローティングさせるように構成された、
請求項１に記載の電子デバイス。
前記ダウンリンクモードにおいて、前記制御部は、
前記多数の第１パターンと前記多数の第３パターンから前記スタイラスペンのペン感知信号を受信するように構成され、
前記多数の第２パターン及び前記多数の第４パターンから前記ペン感知信号を受信したり、前記多数の第２パターン及び前記多数の第４パターンを電気的に接地又は電気的にフローティングさせるように構成された、
請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項7】
前記制御部は、スタイラスペンのタッチ位置をセンシングするためのダウンリンクモードで動作するように前記センサ部を制御するものであり、
前記ダウンリンクモードにおいて、前記制御部は、
前記多数の第２パターン及び前記多数の第４パターンから前記スタイラスペンのペン感知信号を受信するように構成され、
前記多数の第１パターン及び前記多数の第３パターンから前記ペン感知信号を受信したり、前記多数の第１パターン及び前記多数の第３パターンを電気的に接地又はフローティングさせるように構成された、
請求項１に記載の電子デバイス。
前記ダウンリンクモードにおいて、前記制御部は、
前記多数の第２パターン及び前記多数の第４パターンから前記スタイラスペンのペン感知信号を受信するように構成され、
前記多数の第１パターン及び前記多数の第３パターンから前記ペン感知信号を受信したり、前記多数の第１パターン及び前記多数の第３パターンを電気的に接地又はフローティングさせるように構成された、
請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項8】
前記多数の第１ないし第４パターンは、同一の層に互いに離隔して配置された、
請求項１に記載の電子デバイス。
請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項9】
前記セルフセンシングモードにおいて、前記制御部は、
前記多数の第２パターンに前記タッチ駆動信号を印加し、前記多数の第４パターンに前記タッチ駆動信号を印加するように構成された、
請求項３に記載の電子デバイス。
前記多数の第２パターンに前記タッチ駆動信号を印加し、前記多数の第４パターンに前記タッチ駆動信号を印加するように構成された、
請求項３に記載の電子デバイス。
【請求項10】
前記相互センシングモードにおいて、前記制御部は、
前記多数の第２パターンを電気的に接地させ、前記多数の第４パターンを電気的に接地させるように構成された、
請求項２に記載の電子デバイス。
前記多数の第２パターンを電気的に接地させ、前記多数の第４パターンを電気的に接地させるように構成された、
請求項２に記載の電子デバイス。
【請求項11】
前記制御部は、
前記多数の第１パターンないし前記多数の第４パターンとの連結に対し、
（ａ）前記多数の第１パターン、前記多数の第２パターン、及び前記多数の第３パターンと連結された場合と、
（ｂ）前記多数の第１パターンないし前記多数の第４パターンの全てと連結された場合と、
（ｃ）前記多数の第１パターン、前記多数の第３パターン、及び前記多数の第４パターンと連結された場合と、
（ｄ）前記多数の第１パターン及び前記多数の第３パターンと連結された場合、
（ｅ）前記多数の第１パターン、前記多数の第２パターン、及び前記多数の第４パターンと連結された場合と、
（ｆ）前記多数の第２パターン、前記多数の第３パターン、及び前記多数の第４パターンと連結された場合と、
（ｇ）前記多数の第２パターン及び前記多数の第４パターンと連結された場合
のいずれか一つの場合で設定されることを特徴とする、
請求項１に記載の電子デバイス。
前記多数の第１パターンないし前記多数の第４パターンとの連結に対し、
（ａ）前記多数の第１パターン、前記多数の第２パターン、及び前記多数の第３パターンと連結された場合と、
（ｂ）前記多数の第１パターンないし前記多数の第４パターンの全てと連結された場合と、
（ｃ）前記多数の第１パターン、前記多数の第３パターン、及び前記多数の第４パターンと連結された場合と、
（ｄ）前記多数の第１パターン及び前記多数の第３パターンと連結された場合、
（ｅ）前記多数の第１パターン、前記多数の第２パターン、及び前記多数の第４パターンと連結された場合と、
（ｆ）前記多数の第２パターン、前記多数の第３パターン、及び前記多数の第４パターンと連結された場合と、
（ｇ）前記多数の第２パターン及び前記多数の第４パターンと連結された場合
のいずれか一つの場合で設定されることを特徴とする、
請求項１に記載の電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子デバイスに関するものであって、特にフィンガータッチ動作時に実際にタッチされていない領域で発生する正常でないタッチ信号を防止し、ペン駆動電極及びペン受信電極が接地される場合に発生するカップリングキャパシタンス及び相互キャパシタンスを防止することができる電子デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
最近、スマートフォン又はタブレットＰＣの普及が活発に進んでおり、内蔵される接触位置測定装置に対する技術の開発も活発に進んでいる。
【0003】
スマートフォン又はタブレットＰＣは、主にタッチスクリーンを備えており、使用者は、指又はスタイラスペンを用いてタッチスクリーンの特定座標を指定することができる。使用者は、タッチスクリーンの特定座標を指定することにより、スマートフォンに特定の信号を入力することができる。
【0004】
タッチスクリーンは、電気的方式、赤外線方式、及び超音波方式などに基づいて動作することができ、Ｒタイプタッチスクリーン（resistive touch screen）又はＣタイプタッチスクリーン（capacitive touch screen）を電気的動作方式の例として挙げることができる。
【0005】
従来には、タッチスクリーンのうち使用者の指及びスタイラスペンを同時に認識することができるＲタイプタッチスクリーンが多く利用された。しかし、Ｒタイプタッチスクリーンの場合、ＩＴＯ層の間の空気層による反射による問題点が存在した。
【0006】
これにより、最近ではＣタイプタッチスクリーンが多く適用されている。
【0007】
ここで、Ｃタイプタッチスクリーンは、物体の接触によって発生する透明電極の静電容量の差を感知する方式で作動するタッチスクリーンである。
【0008】
しかし、Ｃタイプタッチスクリーンは、手とペンの物理的な区分が難しく、ペン使用時に意図しない手の接触による動作エラーを有する短所があった。
【0009】
このような短所を改善するために、従来には接触面積に応じて手とペンを区分するソフトウェアのみで処理する方法、及びＣタイプタッチスクリーン以外にＥＭＲ（electromagnetic resonance）方式と同じ別途の位置測定装置を備える方法などを用いて手とペンを区分した。
【0010】
すなわち、ＥＭＲ方式は、タッチとディスプレイが動作をする間、スタイラスペンを用いてタッチ機能を利用する際に、駆動力（Driving Force）を電場の代わりに磁場を使用することにより、ディスプレイ及び外部ノイズに鈍感な長所を有している。
【0011】
しかし、この技術は、磁場を作ってスタイラスペンに伝達し、スタイラスペンで生成された磁場を再び受けるために、追加的な別途のＦＰＣＢで作製されたセンサフィルムを作ってディスプレイの裏面に付着しなければならない。
【0012】
この部品は、デジタイザー（digitizer）であって、磁場を発生させるスタイラスペンの位置が移動すれば相互作用で発生した磁場の変化を別途のＥＭＲ ＩＣが感知する原理である。
【0013】
図１は、従来の電子デバイス内のフレキシブルディスプレイパネル上でスタイラスペン１０の位置によってＣＶＡ（Capacitance to Voltage Amplifier）の出力電圧（Vout）が変わることを説明するための概略的な図面である。
【0014】
図１を参照すると、フレキシブルディスプレイパネル上のペン１０の位置によってＣＶＡの出力が異なって出てくる原因は、感知ライン上でペン１０を中心とした両側のインピーダンス（impedance）比率が変わることにある。
【0015】
従来のフレキシブルディスプレイパネルの長軸基準で、メタルメッシュ（Metal Mesh）タッチセンサの抵抗Ｒは約１．２ｋ（ohm）であり、キャパシタＣは約２５０ｐＦである。
【0016】
１０個の分散モデル（distributed model）基準で、駆動周波数３００ｋＨｚではキャパシタ（capacitor）のインピーダンス（impedance）が抵抗より約２００倍（120(ohm) vs.1/(2π*300k*25pF)＝21k(ohm))さらに大きい。したがって、キャパシタが主要な要素となる。
【0017】
【0018】
【0019】
図２及び図３を参照すると、感知ライン上でペン１０の位置によって、ＣＶＡの出力電圧が異なる。すなわち、感知回路部５０側にペン１０が近いほどＣＶＡの出力電圧が大きく、感知回路部５０側から離れるほどＣＶＡの出力電圧が小さくなる。
【0020】
ところで、キャパシティブカップリング現象によってタッチ駆動電極と隣接したタッチ受信電極の間にタッチ駆動カップリング及び／又はタッチ受信カップリングが発生し、実際にタッチされていない領域のタッチ駆動電極と隣接したタッチ受信電極との間に正常でない弱いタッチ信号が発生する場合があった。
【0021】
また、ペン受信電極が上下に分かれて電気的に連結されている関係で、カップリング量が異なって現れるに従って正常でない段差が発生することになる問題点があった。
【0022】
また、セルフセンシングモードの動作時に、ペン駆動電極及びペン受信電極が接地される場合、電極間のカップリングキャパシタンス及び相互キャパシタンスによってタッチ駆動電極とタッチ受信電極で見られるキャパシタンスが顕著に増加する問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0023】
【特許文献1】ＪＰ２００５－５２９４１４ Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0024】
本発明が解決しようとする課題は、フィンガー相互タッチ動作時に実際にタッチされていない領域で発生する正常でない弱いタッチ信号を予防し、タッチ駆動電極とタッチ受信電極で見られるキャパシタンスが顕著に増加することを防止できる電子デバイスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0025】
本発明の実施形態による電子デバイスは、センサ部及び制御部を含み、前記センサ部は、第１方向に延長形成される多数の第１パターンと、前記第１方向に延長形成され、前記第１パターンと隣接して配置されて、一端が互いに電気的に連結された多数の第２パターンと、前記第１方向と垂直な第２方向に延長形成された多数の第３パターンと、前記第２方向に延長形成され、前記第３パターンと隣接して配置されて、一端が互いに電気的に連結された多数の第４パターンと、を含むことを特徴とする。
【0026】
本発明の実施形態による電子デバイスの前記制御部は、第１タッチ電極にタッチ駆動信号の印加を受け、第２タッチ電極からタッチ感知信号が出力される相互センシングモードで前記センサ部が動作されるように制御するものであり、前記制御部は、前記多数の第１パターンで前記タッチ駆動信号を印加し、前記多数の第３パターンを介して前記タッチ感知信号を受信して、前記多数の第２パターン及び前記多数の第４パターンにペン駆動信号、ペン感知信号、接地、及びフローティングのいずれか一つを印加することを特徴とする。
【0027】
本発明の実施形態による電子デバイスの前記制御部は、一つの電極でタッチ駆動信号の印加を受けタッチ感知信号が出力されるセルフセンシングモードで前記センサ部が動作されるように制御するものであり、前記制御部は、前記多数の第１パターン及び前記多数の第３パターンを介して前記タッチ駆動信号を印加し、前記タッチ感知信号を受信することを特徴とする。
【0028】
本発明の実施形態による電子デバイスの前記制御部は、前記多数の第２パターン及び前記多数の第４パターンにタッチ駆動信号、接地、及びフローティングのいずれか一つを印加することを特徴とする。
【0029】
本発明の実施形態による電子デバイスの前記制御部は、スタイラスペンを駆動させるためのアップリンクモードで動作されるように制御するものであり、前記制御部は、前記多数の第２パターンで前記スタイラスペンを駆動させるためのペン駆動信号を印加し、前記多数の第１パターン、前記多数の第３パターン、及び前記多数の第４パターンにタッチ駆動信号、接地、及びフローティングのいずれか一つを印加することを特徴とする。
【0030】
本発明の実施形態による電子デバイスの前記制御部は、前記スタイラスペンのタッチ位置をセンシングするためのダウンリンクモードで動作されるように制御するものであり、前記制御部は、前記多数の第１パターンと前記多数の第３パターンを介して前記スタイラスペンからのペン感知信号を受信する場合、前記多数の第１パターン及び前記多数の第３パターンに、タッチ感知信号受信、接地、及びフローティングのいずれか一つを印加することを特徴とする。
【0031】
本発明の実施形態による電子デバイスの前記制御部は、前記多数の第２パターン及び前記多数の第４パターンにペン感知信号を受信する場合、前記多数の第１パターン及び前記多数の第２パターンにタッチ受信信号、接地、及びフローティングのいずれか一つを印加することを特徴とする。
【0032】
本発明の実施形態による電子デバイスの前記多数の第１ないし第４パターンは、同一の層に離隔して配置されることを特徴とする。
【0033】
本発明の実施形態による電子デバイスは、前記セルフセンシングモードの動作時に前記多数の第１パターン及び前記多数の第３パターンが動作する時、前記多数の第２パターン及び前記多数の第４パターンにおいても共に駆動をさせることを特徴とする。
【0034】
本発明の実施形態による電子デバイスの前記多数の第１パターンは、前記タッチ駆動信号が印加される前記タッチ駆動電極で動作し、前記多数の第２パターンは、ペン駆動信号が印加されるペン駆動電極で動作し、前記多数の第３パターンは、前記タッチ感知信号が印加される前記タッチ受信電極で動作し、前記多数の第１パターンないし前記多数の第４パターンは、ペン感知信号が印加されるペン受信電極で動作することを特徴とする。
【0035】
本発明の実施形態による電子デバイスの前記制御部は、前記多数の第１パターンないし前記多数の第４パターンとの連結に対して、前記多数の第１パターン、前記多数の第２パターン及び前記多数の第３パターンと連結された場合と、前記多数の第１パターンないし前記多数の第４パターンの全てと連結された場合と、前記多数の第１パターン、前記多数の第３パターン及び前記多数の第４パターンと連結された場合と、前記多数の第１パターン及び前記多数の第３パターンと連結された場合と、前記多数の第１パターン、前記多数の第２パターン及び前記多数の第４パターンと連結された場合と、前記多数の第２パターン、前記多数の第３パターン及び前記多数の第４パターンと連結された場合と、前記多数の第２パターン及び前記多数の第４パターンと連結された場合、のいずれか一つの場合で設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【0036】
本発明による場合、電子デバイスにおいて、フィンガー相互タッチ動作時にタッチ信号が感知される時、実際にタッチされていない領域で発生する正常でない弱いタッチ信号を事前に予防することができる。
【0037】
また、駆動電極で駆動信号の印加を受け受信電極から感知信号が出力される相互センシングモードにおいて、多数のペン駆動電極及び多数のペン受信電極を接地させることにより、他のペン駆動電極及び／又はペン受信電極にタッチ信号が正常的でなく移ることを最小化させることができる。
【0038】
また、一つの電極で駆動信号の入力と感知信号の出力が同時に遂行されるセルフセンシングモードにおいて、ペン駆動電極及びペン受信電極が接地される場合、タッチ駆動電極とタッチ受信電極で見られる寄生キャパシタンスが顕著に増加することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】図１は、従来の電子デバイス内のフレキシブルディスプレイパネル上でスタイラスペン１０の位置によってＣＶＡ（Capacitor Voltage Amplitude）の出力電圧（Vout）が変わることを説明するための概略的な図面である。
【図9】図９は、図６に示されたタッチ入力センサパターンにおいて、フィンガー相互タッチ動作時にタッチ信号がシングルでタッチ受信された場合（ａ）と、差動でタッチ受信された場合（ｂ）に、感知されるタッチ信号の静電容量の変化量を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【0040】
後述する本発明に対する詳細な説明は、本発明が実施され得る特定の実施形態を例示として示す添付の図面を参照する。これら実施形態は、当業者が本発明を実施するのに十分なように詳細に説明される。本発明の多様な実施形態は互いに異なるが、相互排他的である必要はないことが理解されなければならない。例えば、ここに記載されている特定の形状、構造、及び特性は、一実施形態に関連して本発明の精神及び範囲を逸しないながらも他の実施形態で具現され得る。また、それぞれの開示された実施形態内の個別の構成要素の位置又は配置は、本発明の精神及び範囲を逸しないながらも変更され得ることが理解されなければならない。したがって、後述する詳細な説明は、限定的な意味として取ろうとするのではなく、本発明の範囲は、適切に説明されるならば、その請求項が主張することと均等な全ての範囲とともに添付された請求項によってのみ限定される。図面において類似の参照符号は、様々な側面にわたって同一又は類似の機能を指称する。
【0041】
本文書の多様な実施形態による電子デバイスは、通常のスマートフォンのような電子デバイスであってもよく、通常のスマートフォンの画面より相対的にさらに大きい長方形の画面を有し、対角の長さが約１０インチ以上１３インチの間の電子デバイスであってよい。例えば、フォルダー式スマートフォン（smartphone）、タブレットＰＣ（tablet personal computer）、車両用ディスプレイ装置、電子ブックリーダー機（e-book reader）、ラップトップＰＣ（laptop personal computer）、ネットブックコンピュータ（netbook computer）のうち少なくとも一つを含んでよい。
【0042】
また、本発明の多様な実施形態による電子デバイスは、画面上に位置した指のようなオブジェクトの位置を検出できるだけでなく、スタイラスペンを駆動するための駆動信号を出力し、スタイラスペンから放出される信号を感知して画面上に位置したスタイラスペンの位置を検出することができる。
【0043】
以下では、様々な実施形態を、添付された図面を参照して詳細に説明する。
【0044】
図４は、本発明の一実施形態による電子デバイス内のセンサ部１００の概略的な構成図である。
【0045】
【0046】
本発明の一実施形態による電子デバイスは、ポートレート（portrait）タイプの電子デバイスである。このようなポートレートタイプの電子デバイスは幅が高さより小さく、センサ部１００を制御する制御部（図示せず）がセンサ部１００の下に配置される。例えば、スマートフォンの形状に対応する。
【0047】
センサ部１００は、画面上に位置した指のようなオブジェクトの位置を検出できるだけでなく、画面上に位置したスタイラスペンを駆動させることができ、スタイラスペンから放出される信号を感知して画面上に位置したスタイラスペンの位置を検出することができる。
【0048】
センサ部１００は、多数のパターン（又は、多数の電極）を含む。
【0049】
センサ部１００は、多数の第１ないし第４パターン１０１，１０２，１０３，１０４を含んでよい。
【0050】
図４に見るように、第１パターン１０１は、任意の第１方向ｙに沿って延びた形状を有する。第１方向は、電子デバイスの画面の長軸方向であってよい。第１パターン１０１は、ＴＸ（第１タッチ電極又はタッチ駆動電極）とも命名することができる。
【0051】
第２パターン１０２は、第１方向ｙに沿って延びた形状を有し、第１パターン１０１に隣接して配置され、第１パターン１０１と所定の間隔離れて配置される。第２パターン１０２は、ＳＴＸ（Stylus TX、第１ペン電極又はペン駆動電極）とも命名することができる。
【0052】
第３パターン１０３は、第１方向と異なる第２方向ｘに沿って延びた形状を有する。第２方向ｘは、第１方向ｙと垂直な方向であってよく、電子デバイスの画面の短軸方向であってよい。第３パターン１０３は、ＲＸ（第２タッチ電極又はタッチ受信電極）とも命名することができる。
【0053】
第４パターン１０４は、第２方向ｙに沿って延びた形状を有し、第３パターン１０３に隣接して配置され、第３パターン１０３と所定の間隔離れて配置される。第４パターン１０４は、ＳＲＸ（Stylus RX、第２ペン電極又はペン受信電極）とも命名することができる。
【0054】
第３及び第４パターン１０３，１０４は、第１及び第２パターン１０１，１０２と同一の層に配置され、第１及び第２パターン１０１，１０２と所定の間隔離れて配置される。
【0055】
多数の第１パターン１０１は第２方向ｘに沿って配列され、多数の第２パターン１０２も第２方向ｘに沿って配列される。多数の第３パターン１０３は第１方向ｙに沿って配列され、多数の第４パターン１０４も第１方向ｙに沿って配列される。
【0056】
第１パターン１０１が第１方向ｙに沿って延び、第３パターン１０３が第２方向ｘに沿って延び、第１方向ｙが第２方向ｘよりさらに長いため、多数の第１パターン１０１の個数は多数の第３パターン１０３の個数より少ない。したがって、多数の第１パターン１０１のチャネル（Channel）数は、多数の第３パターン１０３のチャネル数より少ない。
【0057】
ここで、多数の第１パターン１０１の個数と多数の第３パターン１０３の個数は、電子デバイスの画面の大きさによって増加してもよく、減少してもよい。
【0058】
多数の第２パターン１０２は多数の第１パターン１０１と同一の個数で構成されてよい。多数の第２パターン１０２それぞれの他端は、伝導性パターンを介して電気的に連結される。ここで、伝導性パターンは、メタルメッシュ（Metal Mesh）又はシルバートレース（Silver Trace）であってよい。
【0059】
図５に示されたように、多数の第２パターン１０２のうち互いに隣接した２以上の第２パターン１０２の一端が伝導性パターンを介して電気的に連結されてよい。
【0060】
再び、図４を参照すると、多数の第３パターン１０３が第１方向ｙに沿って配列されるので、多数の第３パターン１０３の個数は多数の第１パターン１０１の個数より多い。したがって、多数の第３パターン１０３のチャネル数は、多数の第１パターン１０１のチャネル数より多い。
【0061】
多数の第４パターン１０４は、多数の第３パターン１０３と同一の個数で構成されてよい。多数の第４パターン１０４それぞれの他端は、伝導性パターンを介して電気的に連結される。
【0062】
このような図４に示された電子デバイスのセンサ部１００において、多数の第１パターン１０１と多数の第３パターン１０３は、基本的に指のようなオブジェクトのタッチをセンシングする。
【0063】
このため、多数の第１パターン１０１は、タッチ駆動信号が印加されるタッチ駆動電極で動作し、多数の第３パターン１０３は、タッチ感知信号が受信されるタッチ受信電極（又は、タッチ感知電極）で動作することができる。もちろん、反対にも動作することができる。
【0064】
図４に示された電子デバイスのセンサ部１００がスタイラスペンを駆動（driving）とセンシング（sensing）するために、多数の第１ないし第４パターン１０１，１０２，１０３，１０４が多様な組み合わせとして用いられてよい。
【0065】
多数の第１パターン１０１と多数の第３パターン１０３は、指のようなオブジェクトのタッチをセンシングする。
【0066】
具体的に、多数の第１パターン１０１は、タッチ駆動電極として動作し、多数の第３パターン１０３は、タッチ受信電極として動作する。
【0067】
また、多数の第１ないし第４パターン１０１，１０２，１０３，１０４のうちの一つ又は２つは、スタイラスペンを駆動させるためのスタイラス駆動電極で動作することができる。第１ないし第４パターン１０１，１０２，１０３，１０４のうちの一つ又は二つのパターンを用いて、スタイラスペンを駆動させるための電流ループを形成することができる。
【0068】
Ｘ軸駆動は、多数の第１パターン１０１と多数の第２パターン１０２のいずれか一つ、Ｙ軸駆動は、多数の第３パターン１０３と多数の第４パターン１０４のいずれか一つであってよい。
【0069】
スタイラスペンの駆動は、Ｘ軸駆動とＹ軸駆動のいずれか一つでも可能であり、二つ全てでも可能である。
【0070】
多数の第１ないし第４パターン１０１，１０２，１０３，１０４のうちの二つは、スタイラスペンから放出されるスタイラスペン信号をセンシングするペン感知電極で動作することができる。
【0071】
スタイラスペン信号をセンシングするためには、Ｘ軸センシングとＹ軸センシングが共に必要なので、多数の第１ないし第４パターン１０１，１０２，１０３，１０４のうち二つのパターンを用いる。
【0072】
Ｘ軸センシングは、多数の第１パターン１０１と多数の第２パターン１０２のいずれか一つであってよく、Ｙ軸センシングは、多数の第３パターン１０３と多数の第４パターン１０４のいずれか一つであってよい。
【0073】
図５を参照すると、センサ部１００Ａは多数の第１ないし第４パターン１０１Ａ，１０２Ａ，１０３Ａ，１０４Ａを含む。多数の第１ないし第４パターン１０１Ａ，１０２Ａ，１０３Ａ，１０４Ａは、同一層に共に配置される。
【0074】
第１パターン１０１Ａは、第１方向（長手方向）に沿って延びた形状を有する。第１方向は、電子デバイスの画面の長軸方向であってよい。第１パターン１０１Ａは、ＴＸとも命名することができる。
【0075】
第１パターン１０１Ａは、多数のメインパターン部と多数のメインパターン部のうち互いに隣接した２つのメインパターン部との間を連結する連結パターン部を含んでよい。ここで、メインパターン部はダイヤモンド形状を有してよいが、これに限定するのではなく、多様な形状として連結パターン部と他の形状を有してよい。
【0076】
第１パターン１０１Ａは、第１パターン１０１Ａに隣接して第２パターン１０２Ａが配置される開口部を有してよい。開口部の形状は、第１パターン１０１Ａの外形と対応することができる。第１パターン１０１Ａは、第２パターン１０２Ａを囲む構造を有してよい。第１パターン１０１Ａは、第２パターン１０２Ａから所定の間隔離れて配置される。
【0077】
第２パターン１０２Ａは、第１方向に沿って延びた形状を有し、第１パターン１０１Ａに隣接して配置され、第１パターン１０１Ａと所定の間隔離れて配置される。第２パターン１０２Ａは、ＳＴＸ（Stylus TX）とも命名することができる。
【0078】
第２パターン１０２Ａは、第１パターン１０１Ａに隣接して配置される。
【0079】
第２パターン１０２Ａは、多数のメインパターン部と多数のメインパターン部のうち互いに隣接した２つのメインパターン部との間を連結する連結パターン部を含んでよい。ここで、メインパターン部はダイヤモンド形状を有してよいが、これに限定するのではなく、多様な形状として連結パターン部と他の形状を有してよい。
【0080】
第２パターン１０２Ａのメインパターン部は、第１パターン１０１Ａのメインパターン部と対応する形状であってよく、第２パターン１０２Ａの連結パターン部は、第１パターン１０１Ａの連結パターン部と対応する形状であってよい。
【0081】
第３パターン１０３Ａは、第１パターン１０１Ａの一つの連結パターン部を基準として左右にそれぞれ一つずつ配置される。第３パターン１０３Ａはダイヤモンド形状を有してよいが、これに限定するのではなく、多様な形状として連結パターン部と他の形状を有してよい。
【0082】
第３パターン１０３Ａは、第３パターン１０３Ａに隣接して第４パターン１０４Ａが配置される開口部を有してよい。開口部の形状は、第３パターン１０３Ａの外形と対応することができる。第３パターン１０３Ａは、第４パターン１０４Ａを囲む構造を有してよい。第３パターン１０３Ａは、第４パターン１０４Ａから所定の間隔離れて配置される。第３パターン１０３ＡはＲＸとも命名することができ、第４パターン１０４ＡはＳＲＸ（Stylus RX）とも命名することができる。
【0083】
多数の第３パターン１０３Ａのうち第１方向に垂直な第２方向（幅方向）に沿って延びた第３パターンは、第３導電性パターンＤ３によって電気的に連結される。
【0084】
第３導電性パターンＤ３は、互いに隣り合った二つの第３パターンの間に配置された第１パターン１０１Ａの連結パターン部を交差するように配置される。
【0085】
多数の第４パターン１０４Ａのうち第１方向に垂直な第２方向に沿って延びた第４パターンは、第４導電性パターンＤ４によって電気的に連結される。
【0086】
第４導電性パターンＤ４は、互いに隣り合った二つの第４パターンの間に配置された第１パターン１０１Ａの連結パターン部を交差するように配置される。また、第４導電性パターンＤ４は、第１方向に沿って延びた第４パターン１０４Ａを電気的に連結する。
【0087】
多数の第１ないし第４パターン１０１Ａ，１０２Ａ，１０３Ａ，１０４Ａは、同一層である第１層に共に配置されるものであり、互いに離隔して配置される。
【0088】
一方、「アップリンク（uplink）信号」とは、スタイラスペンを駆動させるための駆動信号を意味する。同一のスタイラスペン駆動信号を多数の第１パターン１０１と多数の第２パターン１０２にそれぞれ印加してスタイラスペンで受信される信号の大きさを比較してみれば、多数の第２パターン１０２にスタイラスペン駆動信号を印加した場合が、多数の第１パターン１０１にスタイラスペン駆動信号を印加した場合よりアップリンク信号が相対的にさらに大きい。
【0089】
なぜならば、多数の第２パターン１０２は他端が電気的に連結されていて、スタイラスペン駆動信号が印加される２以上の第２パターンを適切に選択すれば少なくとも１以上の電流ループが形成されているが、多数の第１パターン１０１の他端は互いに電気的に連結されておらず、電流ループが形成できないためである。
【0090】
各第１パターン１０１で電流が流れる場合、各第１パターン１０１のＲＣがチャージングされるので、各第１パターン１０１の一端から他端に行くほど電流がよく流れることができない。
【0091】
また、多数の第１パターン１０１を介して印加されるスタイラスペン駆動信号は、キャパシティブカップリングを介して電流ループが形成された多数の第２パターン１０２に伝達されるが、この時、キャパシティブカップリングによって信号減衰が生じるためである。
【0092】
同様に、多数の第４パターン１０４にスタイラスペン駆動信号を印加した場合が、多数の第３パターン１０３にスタイラスペン駆動信号を印加した場合より、アップリンク信号が相対的にさらに大きい。
【0093】
一方、「ダウンリンク（downlink）信号」とは、スタイラスペンから受信されるスタイラスペン信号を意味する。
【0094】
同一のスタイラスペン信号を多数の第１パターン１０１と多数の第２パターン１０２を介してそれぞれ受信して信号の大きさを比較してみれば、多数の第２パターン１０２を介してスタイラスペン信号を受信した場合が、多数の第１パターン１０１を介してスタイラスペン信号を受信した場合より、ダウンリンク信号が相対的にさらに大きい。
【0095】
その理由は、多数の第２パターン１０２は他端が電気的に連結されていて電流ループが形成されているが、多数の第１パターン１０１は他端が互いに電気的に連結されておらず、特に、キャパシティブカップリングを介して電流ループが形成された多数の第２パターン１０２からスタイラスペン信号が多数の第１パターン１０１に伝達されるので、この時、ダウンリンク信号の減衰が生じるためである。
【0096】
同様に、多数の第４パターン１０４を介してスタイラスペン信号を受信した場合が、多数の第３パターン１０３を介してスタイラスペン信号を受信した場合より、ダウンリンク信号が相対的にさらに大きい。
【0097】
図６は、図５に示されたタッチ入力センサパターンの間に発生するキャパシタンスを表示したタッチ入力センサパターンの一部の平面図であって、Ｃｍは相互キャパシタンス、Ｃｂは各電極と接地との間のキャパシタンス、Ｃｃはカップリングキャパシタンスを意味する。
【0098】
【0099】
例えば、図６及び図７において、Ｃｍ，ＴＸ－Ｒｘは、第１タッチ電極ＴＸと第２タッチ電極ＲＸとの間の相互キャパシタンスを指し、Ｃｂ，ＴＸは、第１タッチ電極ＴＸと接地との間のキャパシタンスを指し、Ｃｃ，ＴＸ－ＳＴＸは、第１タッチ電極ＴＸと第１ペン電極ＳＴＸとの間のカップリングキャパシタンスを指す。
【0100】
ところで、図６に示されたタッチ入力センサパターンにおいて、フィンガー相互タッチ動作時に、所定の位置にタッチ動作信号が印加された場合、次のような問題が発生する。
【0101】
【0102】
図８に見るように、第１-１タッチ電極ＴＸ１と第２-１タッチ電極ＲＸ１との間にフィンガータッチがある場合、一般的に第１-１タッチ電極ＴＸ１と第２-１タッチ電極ＲＸ１との間に正常な正常タッチ信号が発生する。
【0103】
ところで、キャパシティブカップリング現象によって主に第１タッチ電極ＴＸと第１ペン電極ＳＴＸ、第２タッチ電極ＲＸと第２ペン電極ＳＲＸとの間にタッチ駆動カップリング及び／又はタッチ受信カップリングが発生して、第１タッチ電極ＴＸと第２タッチ電極ＲＸとの間に正常でない弱いタッチ信号が発生することがある。
【0104】
先ず、タッチ駆動カップリングが発生する経路は、次の通りである。
【0105】
第１-１タッチ電極ＴＸ１が駆動されれば、第１-１タッチ電極ＴＸ１と第１-１ペン電極ＳＴＸ１との間にキャパシティブカップリング現象によって駆動信号がカップリングされる。
【0106】
この時、すべての第１ペン電極ＳＴＸは、図４に見るように、電気的に連結されているので、第１-１タッチ電極ＴＸ１と第１-１ペン電極ＳＴＸ１との間の前記駆動信号カップリングによって第１-２タッチ電極ＴＸ２と第１-２ペン電極ＳＴＸ２との間にも駆動信号カップリングが発生する。
【0107】
これにより、第１-２タッチ電極ＴＸ２と、これと隣接した第２-１タッチ電極ＲＸ１との間に相互キャパシタンスＣｍでカップリングが発生し、最終的に第１-２タッチ電極ＴＸ２と第２-１タッチ電極ＲＸ１との間に正常でない弱いタッチ信号が発生することになる。
【0108】
次に、タッチ受信カップリングが発生する経路は、次の通りである。
【0109】
第１-１タッチ電極ＴＸ１が駆動されれば、第１-１タッチ電極ＴＸ１と第２-１タッチ電極ＲＸ１との間に相互キャパシタンスＣｍで駆動信号カップリングが発生する。
【0110】
また、第２-１タッチ電極ＲＸ１と第２-１ペン電極ＳＲＸ１との間にカップリングキャパシタンスＣｃで駆動信号カップリングが発生する。
【0111】
ところで、第２ペン電極ＳＲＸは、図４に見るように、上下に分かれて電気的に連結されているので、カップリング量が異なるように表われることにより、正常でない段差が発生することになる。
【0112】
すなわち、第２-２ペン電極ＳＲＸ２は、第２-１ペン電極ＳＲＸ１で発生した駆動信号カップリングにより、第２-２タッチ電極ＲＸ２の間でもキャパシティブカップリング現象によって駆動信号がカップリングされる。
【0113】
これにより、第２-２タッチ電極ＲＸ２と第１-１タッチ電極ＴＸ１との間に相互キャパシタンスＣｍでカップリングが発生し、第２-２タッチ電極ＲＸ２と第１-１タッチ電極ＴＸ１との間に正常でない弱いタッチ信号が発生するようになり、最終的に前記正常でない段差が発生することになる。
【0114】
実際の実験結果、図６に示されたタッチ入力センサパターンにおいて、フィンガー相互タッチ動作時、タッチ信号がシングルでタッチ受信された場合と、差動（differential）でタッチ受信された場合に、後述する図８でのように、実際にタッチされていない領域でタッチ信号が感知されることを確認することができた。
【0115】
図９は、図６に示されたタッチ入力センサパターンにおいて、フィンガー相互タッチ動作時、タッチ信号がシングルでタッチ受信された場合（ａ）と、差動でタッチ受信された場合（ｂ）に、感知されるタッチ信号の静電容量の変化量を示す表である。
【0116】
図１０は、図６に示されたタッチ入力センサパターンにおいて、フィンガー相互タッチ動作時、タッチ信号が差動でタッチ受信された場合（ａ）と、シングルでタッチ受信された場合（ｂ）に、測定されるタッチ信号の静電容量の変化を示すグラフである。
【0117】
図９に見るように、シングルでタッチ受信された場合（ａ）、タッチ駆動カップリング及びタッチ受信カップリングが共通して発生した領域（点線で表示された円）でタッチ信号の静電容量の変化量が大きいことを確認することができる。
【0118】
また、差動でタッチ受信された場合（ｂ）、実際にタッチされていない領域（点線で表示された円）でも、タッチ信号の静電容量の変化量が大きく示されることを確認することができる。
【0119】
図１０に見るように、フィンガー相互タッチ信号が差動でタッチ受信された場合（ａ）に、タッチ信号の静電容量の変化が（－）から（＋）に変化し、シングルでタッチ受信された場合（ｂ）に、正常でない段差が発生することを確認することができる。
【0120】
そこで、本発明は、フィンガー相互タッチ動作時、後述するように、第１ペン電極ＳＴＸ及び第２ペン電極ＳＲＸを接地させることにより、第１タッチ電極ＴＸと第２タッチ電極ＲＸとの間に正常でない弱いタッチ信号が発生することを防止する。
【0121】
図１１は、本発明の一実施形態により、正常でないタッチ信号の発生を防止するために、フィンガータッチする場合に設定される電子デバイス内の各電極の制御状態に対する表である。
【0122】
図１２は、本発明の一実施形態により、正常でないタッチ信号の発生を防止するために、スタイラスペンタッチする場合に設定される電子デバイス内の各電極の制御状態に対する表である。
【0123】
図１３は、本発明の一実施形態による電子デバイスの全体構成図である。
【0124】
【0125】
図１５は、フィンガータッチのセルフセンシングモードにおいて、第１ペン電極ＳＴＸ及び第２ペン電極ＳＲＸが接地される場合、発生する問題点を説明するための回路図である。
【0126】
【0127】
図１７は、スタイラスペンタッチの場合、本発明のアップリンクモードで各電極の動作を説明するための概略的な構成図である。
【0128】
図１８は、スタイラスペンタッチの場合、本発明のダウンリンクモードで各電極の動作を説明するための概略的な構成図である。
【0129】
図１３に見るように、本発明の電子デバイス１００は、センサ部１００Ａ及び制御部３００を含んでよい。
【0130】
センサ部１００Ａは、多数の第１ないし第４パターン１０１Ａ，１０２Ａ，１０３Ａ，１０４Ａを含む。
【0131】
第１パターン１０１Ａは、第１方向（長手方向）に沿って延びた形状を有する。第１方向は、電子デバイス１００の画面の長軸方向Ｌであってよい。第１パターン１０１Ａは、ＴＸ（タッチ駆動電極）とも命名することができる。
【0132】
第１パターン１０１Ａは、多数のメインパターン部と多数のメインパターン部のうち互いに隣接した２つのメインパターン部との間を連結する連結パターン部を含んでよい。ここで、メインパターン部はダイヤモンド形状を有してよいが、これに限定するのではなく、多様な形状として連結パターン部と他の形状を有してよい。
【0133】
第１パターン１０１Ａは、第１パターン１０１Ａに隣接して第２パターン１０２Ａが配置される開口部を有してよい。開口部の形状は、第１パターン１０１Ａの外形と対応することができる。第１パターン１０１Ａは、第２パターン１０２Ａを囲む構造を有してよい。第１パターン１０１Ａは、第２パターン１０２Ａから所定の間隔離れて配置される。
【0134】
第２パターン１０２Ａは、第１方向に沿って延びた形状を有し、第１パターン１０１Ａに隣接して配置され、第１パターン１０１Ａと所定の間隔離れて配置される。第２パターン１０２Ａは、ＳＴＸ（Stylus TX、第１ペン電極）とも命名することができる。
【0135】
第２パターン１０２Ａは、第１パターン１０１Ａに隣接して配置される。
【0136】
第２パターン１０２Ａは、多数のメインパターン部と多数のメインパターン部のうち互いに隣接した２つのメインパターン部との間を連結する連結パターン部を含んでよい。ここで、メインパターン部はダイヤモンド形状を有してよいが、これに限定するのではなく、多様な形状として連結パターン部と他の形状を有してよい。
【0137】
第２パターン１０２Ａのメインパターン部は、第１パターン１０１Ａのメインパターン部と対応する形状であってよく、第２パターン１０２Ａの連結パターン部は、第１パターン１０１Ａの連結パターン部と対応する形状であってよい。
【0138】
第３パターン１０３Ａは、第１方向と異なる第２方向（幅方向）に沿って延びた形状を有する。第2方向は、第１方向と垂直な方向であってよく、電子デバイスの画面の短軸方向Ｓであってよい。第３パターン１０３Ａは、ＲＸ（タッチ受信電極）とも命名することができる。
【0139】
第３パターン１０３Ａは、多数のメインパターン部と多数のメインパターン部のうち互いに隣接した２つのメインパターン部との間を連結する連結パターン部を含んでよい。ここで、メインパターン部はダイヤモンド形状を有してよいが、これに限定するのではなく、多様な形状として連結パターン部と他の形状を有してよい。
【0140】
第３パターン１０３Ａは、第３パターン１０３Ａに隣接して第４パターン１０４Ａが配置される開口部を有してよい。開口部の形状は、第３パターン１０３Ａの外形と対応することができる。第３パターン１０３Ａは、第４パターン１０４Ａを囲む構造を有してよい。第３パターン１０３Ａは、第４パターン１０４Ａから所定の間隔離れて配置される。
【0141】
第４パターン１０４Ａは、第２方向に沿って延びた形状を有し、第３パターン１０３Ａに隣接して配置され、第３パターン１０３Ａと所定の間隔離れて配置される。第４パターン１０４Ａは、ＳＲＸ（Stylus RX、第２ペン電極）とも命名することができる。
【0142】
第４パターン１０４Ａは、第３パターン１０３Ａに隣接して配置される。
【0143】
第４パターン１０４Ａは、多数のメインパターン部と、多数のメインパターン部のうち互いに隣接した２つのメインパターン部の間を連結する連結パターン部とを含んでよい。ここで、メインパターン部は、ダイヤモンド形状を有してよいが、これに限定するのではなく、多様な形状として連結パターン部と異なる形状を有してよい。
【0144】
第４パターン１０４Ａのメインパターン部は、第３パターン１０３Ａのメインパターン部と対応する形状であってよく、第４パターン１０４Ａの連結パターン部は、第３パターン１０３Ａの連結パターン部と対応する形状であってよい。
【0145】
第３及び第４パターン１０３Ａ，１０４Ａは、第１及び第２パターン１０１Ａ，１０２Ａと同一層に所定の間隔離れて配置される。
【0146】
一方、制御部３００は、センサ部１００Ａと電気的に連結され、センサ部１００Ａの動作を制御することができる。制御部３００とセンサ部１００Ａの連結は、多数の伝導性パターンを介して電気的に連結されてよい。
【0147】
制御部３００がセンサ部１００Ａと連結されるケースは、次の通りである。
【0148】
（ａ）多数の第１パターン１０１Ａ、多数の第２パターン１０２Ａ、及び多数の第３パターン１０３Ａと連結された場合と、（ｂ）多数の第１パターン１０１Ａないし多数の第４パターン１０４Ａの全てと連結された場合と、（ｃ）多数の第１パターン１０１Ａ、多数の第３パターン１０３Ａ、及び多数の第４パターン１０４Ａと連結された場合と、（ｄ）多数の第１パターン１０１Ａ及び多数の第３パターン１０３Ａと連結された場合と、（ｅ）多数の第１パターン１０１Ａ、多数の第２パターン１０２Ａ、及び多数の第４パターン１０４Ａと連結された場合と、（ｆ）多数の第２パターン１０２Ａ、多数の第３パターン１０３Ａ、及び多数の第４パターン１０４Ａと連結された場合と、（ｇ）多数の第２パターン１０２Ａ及び多数の第４パターン１０４Ａと連結された場合、のいずれか一つの場合に設定することができる。
【0149】
制御部３００は、多数の駆動回路部３１０と多数の感知回路部３３０を含んでよい。
【0150】
多数の駆動回路部３１０は、指のようなオブジェクトのタッチ位置センシングのためのタッチ駆動信号を多数の第１パターン１０１Ａに提供するタッチ駆動回路部と、スタイラスペンの駆動のためのペン駆動信号を多数の第２パターン１０２Ａに提供するペン駆動回路部とを含んでよい。
【0151】
多数の感知回路部３３０は、多数の第３パターン１０３Ａを介して感知信号を受信して指のようなオブジェクトのタッチ位置検出のためのタッチ感知回路部と、多数の第２パターン１０２Ａ及び多数の第４パターン１０４Ａを介してスタイラスペンセンシングのためのペン感知回路部を含んでよい。ここで、多数の感知回路部のうち一部の感知回路部はタッチ位置センシングも遂行し、スタイラスペンセンシングも共に遂行することができる。
【0152】
図１１に見るように、制御部３００はセンサ部１００Ａを用いて指を感知する場合、制御部３００はセンサ部１００Ａを相互センシングモードとセルフセンシングモードのいずれか一つのモードで動作するように制御することができる。
【0153】
また、図１２に見るように、制御部３００はセンサ部１００Ａを用いてスタイラスペンを駆動する場合にアップリンクモードで動作するように制御することができ、制御部３００はセンサ部１００Ａを用いてスタイラスペンを感知する場合にダウンリンクモードで動作するように制御することができる。
【0154】
まず、指を感知するフィンガータッチの場合、制御部３００によるセンサ部１００Ａの動作は、次の通りである。
【0155】
相互（mutual）センシングモードは、タッチ駆動電極で駆動信号の印加を受け、それと隣接したタッチ受信電極から感知信号が出力されるモードを意味する。
【0156】
セルフ（self）センシングモードは、それぞれの電極で駆動信号の印加を受けると同時に、感知信号が出力されるモードを意味する。
【0157】
相互センシングモードにおいて、多数の第１パターン１０１Ａの第１タッチ電極ＴＸはタッチ駆動信号が印加される駆動動作（Driving）、多数の第３パターン１０３Ａの第２タッチ電極ＲＸはタッチ感知信号を出力する受信動作（Receiving）を遂行する。多数の第２パターン１０２Ａの第１ペン電極ＳＴＸは前記タッチ駆動信号（Driving）の印加を受けたり、電気的に接地（GND）されたり、電気的にフローティング（Floating）されてよい。そして、多数の第４パターン１０４Ａの第２ペン電極ＳＲＸは、前記タッチ感知信号（Receiving）を出力したり、電気的に接地（GND）されたり、電気的にフローティング（Floating）されてよい。
【0158】
特に、第１ペン電極ＳＴＸ及び第２ペン電極ＳＲＸを接地（GND）させる場合、図１４に詳述するように、他の第１ペン電極ＳＴＸ及び／又は第２ペン電極ＳＲＸへタッチ信号が移るのを最小化する。すなわち、他の第１ペン電極ＳＴＸ及び／又は第２ペン電極ＳＲＸにおいて、図１４で説明した正常でない弱いタッチ信号が発生するのを防止したり最小化することができる。
【0159】
この時、第１ペン電極ＳＴＸ及び第２ペン電極ＳＲＸが接地（GND）される場合にも、前記当該電極は制御部３００と電気的に連結されて接地電位の印加を受けることができる。
【0160】
ただし、後述するセルフセンシングモードでは、第１ペン電極ＳＴＸ及び第２ペン電極ＳＲＸが接地される場合、第１タッチ電極ＴＸと第２タッチ電極ＲＸで見られるキャパシタンスが非常に大きくなる問題が発生するが、これに対しては図１５を参照して後述するようにする。
【0161】
セルフセンシングモードにおいて、第１タッチ電極ＴＸ及び第２タッチ電極ＲＸは、タッチ駆動及び受信動作を遂行し、多数の第２パターン１０２Ａである第１ペン電極ＳＴＸは、前記タッチ駆動信号（Driving）の印加を受けたり、電気的に接地（GND）されたり、電気的にフローティング（Floating）されてよい。そして、多数の第４パターン１０４Ａである第２ペン電極ＳＲＸは、前記タッチ駆動信号（Driving）の印加を受けたり、電気的に接地（GND）されたり、電気的にフローティング（Floating）されてよい。
【0162】
次に、スタイラスペンを駆動して検出するスタイラスペンタッチの場合、センサ部１００Ａの動作は、次の通りである。
【0163】
アップリンク（uplink）モードは、スタイラスペンを駆動させるモードを意味する。
【0164】
ダウンリンク（downlink）モードは、スタイラスペンからスタイラスペン信号を受信するモードを意味する。
【0165】
図１２に示されたように、アップリンクモードにおいて、第１ペン電極ＳＴＸのみペン駆動信号が印加される駆動動作（Driving）を遂行し、第１タッチ電極ＴＸは電気的にフローティング（Floating）されたり、前記ペン駆動信号の印加を受けることができる。そして、第２タッチ電極ＲＸ及び第２ペン電極ＳＲＸは、電気的にフローティング（Floating）されたり接地（GND）されてよい。前記アップリンクモードにおいて、前記ペン駆動信号が印加される第１ペン電極ＳＴＸを除いた残りの電極は、各種キャパシタンスが発生しないように、電気的にフローティングされることが好ましい。
【0166】
図１２に示されたように、ダウンリンクモードにおいて、第１タッチ電極ＴＸ及び第２タッチ電極ＲＸがペン感知信号を出力する受信動作（Receiving）を遂行する場合、第１ペン電極ＳＴＸと第２ペン電極ＳＲＸは、電気的に接地（GND）されたり、前記ペン感知信号を出力（Receiving）したり、電気的にフローティング（Floating）されてよい。
【0167】
一方、第１ペン電極ＳＴＸ及び第２ペン電極ＳＲＸがペン感知信号を出力する受信動作（Receiving）を遂行する場合、第１タッチ電極ＴＸと第２タッチ電極ＲＸは、電気的に接地（GND）されたり、前記ペン感知信号を出力（Receiving）したり、電気的にフローティング（Floating）されてよい。
【0168】
ここで、ダウンリンクモードにおいて、第１ペン電極ＳＴＸ及び第２ペン電極ＳＲＸをすべて接地（GND）させる場合、ペン信号による電流が流れることができないことがある。したがって、第１ペン電極ＳＴＸ及び第２ペン電極ＳＲＸをすべて電気的にフローティング（Floating）させることが好ましい。
【0169】
第１ペン電極ＳＴＸ及び第２ペン電極ＳＲＸがすべて電気的にフローティングされる場合には、当該電極ＳＴＸ，ＳＲＸが制御部３００と電気的に連結されず、何らの電位の印加を受けない。
【0170】
以下では、セルフセンシングモードにおいて、第１ペン電極ＳＴＸ及び第２ペン電極ＳＲＸが接地される場合、発生する問題点と、これに対する本発明の解決手段に対して詳細に説明する。
【0171】
図１５に見るように、セルフセンシングモードで第１ペン電極ＳＴＸ０及び第２ペン電極ＳＲＸ０が接地される場合、タッチ駆動電極ＴＸ０で見られるキャパシタンスは、第１タッチ電極ＴＸと接地との間のキャパシタンスＣｂ，ＴＸに、第１タッチ電極ＴＸと第１ペン電極ＳＴＸとの間のカップリングキャパシタンスＣｃ，Ｔｘ-ＳＴＸと、第２ペン電極ＳＲＸと第１タッチ電極ＴＸとの間の相互キャパシタンスＣｍ，ＳＲＸ-ＴＸまで追加されて非常に大きくなる問題が発生する。
【0172】
また、タッチ受信電極ＲＸ０で見られるキャパシタンスは、第２タッチ電極ＲＸと接地との間のキャパシタンスＣｂ，ＲＸに、第２タッチ電極ＲＸと第２ペン電極ＳＲＸとの間のカップリングキャパシタンスＣｃ，ＲＸ-ＳＲＸと、第１ペン電極ＳＴＸと第２タッチ電極ＲＸとの間の相互キャパシタンスＣｍ，ＳＴＸ-ＲＸまで追加されて非常に大きくなる問題が発生する。
【0173】
このような問題を解決するために、本発明では、セルフセンシングモード動作時にタッチ駆動電極ＴＸ０とタッチ受信電極ＲＸ０が動作する時、図１６に見るように、第１ペン電極ＳＴＸ０及び第２ペン電極ＳＲＸ０でも共に駆動をさせる。すなわち、第１ペン電極ＳＴＸ０及び第２ペン電極ＳＲＸ０にもタッチ駆動電極ＴＸ０とタッチ受信電極ＲＸ０に印加されたタッチ駆動信号が同時に印加される。
【0174】
このような場合、カップリングキャパシタンスＣｃ，Ｔｘ-ＳＴＸ及びカップリングキャパシタンスＣｃ，ＲＸ-ＳＲＸと、相互キャパシタンスＣｍ，ＳＲＸ-ＴＸ及び相互キャパシタンスＣｍ，ＳＴＸ-ＲＸが発生しないため、接地キャパシタンスＣｂ，ＴＸ及び／又は接地キャパシタンスＣｂ，ＲＸに追加される大容量キャパシタンスを防止できるようになる。
【0175】
一方、制御部３００は、図１３に見るように、各モードに応じて多数の駆動回路部３１０及び感知回路部３３０をセンサ部１００Ａと電気的に連結させて制御することができる。このために、制御部３００は、制御部３００の命令に従って多数の駆動回路部３１０及び感知回路部３３０とセンサ部１００Ａとを電気的に連結させる多数のスイッチ（図示せず）を含んでよい。
【0176】
このように、本発明は、フィンガー相互タッチ動作時に実際にタッチされていない領域で発生する正常でない弱いタッチ信号を予防し、タッチ駆動電極とタッチ受信電極で見られるキャパシタンスが顕著に増加することを防止することができる電子デバイスを提供する。
【0177】
これを通じて、本発明は、電子デバイスにおいて、フィンガー相互タッチ動作時にタッチ信号が感知される時、実際にタッチされていない領域で発生する正常でない弱いタッチ信号を事前に予防することができる。
【0178】
また、駆動電極で駆動信号の印加を受けて受信電極から感知信号が出力される相互センシングモードにおいて、多数のペン駆動電極及び多数のペン受信電極を接地させることにより、他のペン駆動電極及び／又はペン受信電極にタッチ信号が正常でなく移ることを最小化させることができる。
【0179】
また、一つの電極で駆動信号の入力と感知信号の出力とが同時に遂行されるセルフセンシングモードにおいて、ペン駆動電極及びペン受信電極が接地される場合、タッチ駆動電極とタッチ受信電極だけでなく、ペン駆動電極及びペン受信電極も共に駆動させることにより、タッチ駆動電極とタッチ受信電極で見られる寄生キャパシタンスが顕著に増加することを防止できるようになる。
【0180】
以上において、実施形態に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の一つの実施形態に含まれ、必ずしも一つの実施形態にのみ限定される訳ではない。さらに、各実施形態において例示された特徴、構造、効果などは、実施形態が属する分野における通常の知識を有する者によって、他の実施形態に対しても組み合わせ又は変形されて実施可能である。したがって、このような組み合わせや変形に関係した内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【0181】
また、以上において、実施形態を中心に説明したが、これは単に例示に過ぎず、本発明を限定する訳ではなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、本実施形態の本質的な特性を逸しない範囲で、以上に例示されない様々な変形と応用が可能であることが分かるだろう。例えば、実施形態に具体的に示された各構成要素は、変形して実施することができるものである。そして、このような変形と応用に係る相違点は、添付の請求の範囲において規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されなければならないだろう。
【符号の説明】
【0182】
１００，１００Ａ：センサ部
１０１，１０１Ａ：第１パターン
１０２，１０２Ａ：第２パターン
１０３，１０３Ａ：第３パターン
１０４，１０４Ａ：第４パターン
３００：制御部
１０１，１０１Ａ：第１パターン
１０２，１０２Ａ：第２パターン
１０３，１０３Ａ：第３パターン
１０４，１０４Ａ：第４パターン
３００：制御部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
